JP4349514B2 - 電池パックの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、角箱状の素電池と、この素電池の外周側面に付設され、素電池の前面側に配置される外部出力端子を含む電装品と、素電池に電装品を一体化する樹脂モールドとからなる電池パックの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1では、素電池に前記電装品が仮組み付設された中間組立品を金型のキャビティにセットし、キャビティに溶融樹脂を注入して樹脂モールドを成形し、樹脂モールドで素電池と電装品とを一体化した電池パックを製造することが開示されている。そこでは、金型のキャビティに臨む内壁面に、電装品の外部出力端子に突き当たる突部を設け、樹脂モールドを成形したとき、該突部で外部出力端子が外部に臨む窓口を形成している。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−134077号公報(段落番号0021−0022、図3)
【特許文献2】
特開2003−86159号公報(段落番号0066、図15)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
金型のキャビティに中間組立品をセットする際に、キャビティの内壁面と中間組立品との間には、溶融樹脂が流れて樹脂モールドを成形するための隙間を要するため、キャビティには中間組立品が位置決めピンで支持されることになる。一方で金型内への中間組立品の装着の容易化を図る必要がある。そのため、キャビティにセットした状態において、中間組立品に融通ガタがあり、溶融樹脂の注入時にキャビティ内で中間組立品がズレ動き、前記外部出力端子の前面外側に溶融樹脂が回り込んで目塞ぎするおそれがある。これを防止するために、キャビティに中間組立品をガチッと位置決め固定すると、金型への中間組立品の装着作業、および金型からの製品電池パックの取り出しが困難なものになり、ここに問題があった。
【0005】
そこで本発明の目的は、成形金型のキャビティに先の中間組立品を遊動ガタを以て容易に装着できる電池パックの製造方法を提供することにある。
【0006】
そのうえで、本発明の目的は、樹脂モールドの成形時に、前記電装品の外部出力端子の前面外側が樹脂モールドで覆われることを確実に防止できる電池パックの製造方法を得るにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図1に示すごとく角箱状の素電池1と、この素電池1の外周側面に付設され、素電池1の前面側に配置される外部出力端子3・4を含む電装品と、素電池1に電装品を一体化する樹脂モールド2とからなる電池パックの製造方法において、図4および図5に示すごとく樹脂モールド2を成形するための金型24・25のキャビティ26に、素電池1に電装品が仮組み付設された中間組立品19をセットし、キャビティ26に溶融樹脂を注入する際に、溶融樹脂の注入圧で中間組立品19を前方に押圧し、キャビティ26の内壁面で外部出力端子3・4の前面外側をここに前記溶融樹脂が回り込まないように塞いだ状態で樹脂モールド2を成形するようにしたことを特徴とする。ここでは、溶融樹脂の注入圧で中間組立品19を動かすことなく前方に押し付ける場合と、中間組立品19を前方に押し動かす場合とが含まれる。
【0008】
前記キャビティ26に溶融樹脂を注入するために、金型24・25に設けるべき樹脂注入ゲート27は、溶融樹脂の注入圧で中間組立品19を前方へ押し動かし可能な位置にあればよく、典型的には素電池1の後側面に臨むよう位置設定することができる。樹脂注入ゲート27の数は任意に選べる。
【0009】
前記樹脂モールド2は、図1に示すごとく素電池1の外周側面の全周にわたって成形することができるし、図11に示すごとく素電池1の外周側面のうち前後側面と左右の一方の横側面とにわたって成形されていてもよい。もちろん、素電池の上下面を含めてこれの全体をスッポリと樹脂モールド2で被覆してもよい。
【0010】
前記電装品は、図2に示すごとく前記外部出力端子3・4の前面に前記溶融樹脂が回り込むのを防ぐための保護カバー20を含んでおり、前記キャビティ26に溶融樹脂を注入したときに、保護カバー20の外側前面をキャビティ26の内壁面に密着状に押し付けることができる。この保護カバー20には、外部出力端子3・4に対応する窓口21・22を設けておくことになる。
【0011】
【発明の作用効果】
本発明方法によれば、金型のキャビティに中間組立品が前方への移動を許す融通ガタを以てセットされる。樹脂注入ゲートからキャビティに溶融樹脂を注入すると、溶融樹脂の注入圧で金型内の中間組立品を前方へ押圧する。これで電装品の外部出力端子がキャビティの内壁面で塞がれるので、外部出力端子が樹脂モールドで覆われることを確実に防止できる。金型のキャビティには中間組立品を融通ガタを以て位置決めセットすればよいので、金型内への中間組立品の装着、および金型からの製品電池パックの取り出しも容易に行える。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1ないし図3は本発明が対象とする電池パックPを示しており、扁平角箱状の素電池1と、この素電池1の外周側面に付設される電装品と、素電池1に電装品を一体化する樹脂モールド2とからなる。ここでは素電池1の前面において、電装品に含まれる外部出力端子3・4を外部に臨むよう設けた点が注目されるべきである。
【0013】
素電池1は、上下面が実質的に平坦面に形成され、上下厚み寸法が小さくて前後方向に長い長方形の扁平角箱状に仕上がっており、素電池1の外周側面に電装品が配されている。樹脂モールド2は、前記電装品と素電池1の上下面を除く外周側面とを覆っている。樹脂モールド2は、ポリアミド樹脂、スチレン系エラストマ樹脂およびエチレン・酢酸ビニル(EVA)系やポリウレタン(PUR)系のホットメルト樹脂などで成形される。
【0014】
図2において素電池1は、外装缶5の内部に電極体と電解液とを封入した充放電が可能な二次電池、例えばリチウムイオン電池からなり、外装缶5の前面を塞ぐ封口板6の中央に正極端子7を備えている。外装缶5はニッケル板やアルミニウム板などを深絞り加工して形成してあり、それ自体が負極側の出力端子を兼ねる。前記電極体はLiCoO2 を活物質とする正極シートと、黒鉛を活物質とする負極シートとをセパレータを挟んで渦巻状に巻回し、全体を偏平に押し潰して形成してある。
【0015】
電装品は、素電池1の前面側に配置される保護回路モジュール9と、素電池1の後面側に配置されるポリスイッチ10と、これら両者9・10、および先の正極端子7と保護回路モジュール9とをそれぞれ接続する長短2種のリード線11・12とを有する。
【0016】
保護回路モジュール9は、素電池1の充放電電流を制御する保護回路が埋設された左右横長のプラスチック成形品からなり、左右端から後ろ向きに帯状の接続リード13・14がそれぞれ導出されている。先の保護回路は素電池1の過放電や過充電を防止する。保護回路モジュール9の前面外側には、正極側の外部出力端子3と、負極側の外部出力端子4とが配設されている。
【0017】
ポリスイッチ10は、素電池1の温度が設定値を越える場合に素電池1の電流を遮断するために設けてあり、その一端に接続リード17を有する。保護回路モジュール9およびポリスイッチ10の上下厚み寸法は、素電池1の厚み寸法よりわずかに小さく設定してある。リード線11・12および接続リード13・14・17は、それぞれ銅、あるいはアルミニウムなどの導電性金属の薄シートを帯状に切断して形成してあり、その上下幅寸法は保護回路モジュール9の上下厚み寸法より小さく設定してある。
【0018】
素電池1の外周側面に前記電装品を仮組み付設して、図3の中間組立品19を得る。電装品は、別に保護カバー20を備えており、この保護カバー20は保護回路モジュール9の前面外側に装着される。詳しくは、保護回路モジュール9の左右両端の接続リード13・14に、左側の短いリード線12と右側の長いリード線11とをそれぞれスポット溶接し、さらに長いリード線11の後端にポリスイッチ10の接続リード17をスポット溶接して、電装品をひとつながりにする。
【0019】
次に、短いリード線12を封口板6に絶縁性の両面テープを介して貼り付けたのち、短いリード線12を正極端子7にスポット溶接する。同様に、長いリード線11を絶縁性の両面テープを介して素電池1の左横側面に貼り付け、さらにポリスイッチ10を素電池1の後側面に絶縁性の両面テープを介して貼り付け、その貼着面を外装缶5にスポット溶接する。
【0020】
保護カバー20は左右方向に長い帯板状のプラスチック成形品からなり、図2に示すごとく、保護回路モジュール9の正負の外部出力端子3・4に対応する窓口21・22を貫通状に設けてある。外部出力端子3・4が各窓口21・22に嵌り込む状態で、保護カバー20を保護回路モジュール9の外側前面に貼り付けることにより中間組立品19をつくる。
【0021】
(実施例1) 図4および図5は中間組立品19に樹脂モールド2を成形する金型の実施例1を示す。この成形金型は、第1金型(固定金型)24と、第2金型(可動金型)25とを含み、両金型24・25の内部に形成したキャビティ26に素電池1を位置決め装着したのち、キャビティ26に樹脂注入ゲート27から溶融樹脂を注入する。成形金型には、溶融樹脂が供給されるスプルー28と、このスプルー28と樹脂注入ゲート27とを接続するランナ29とが設けられており、溶融樹脂はスプルー28、ランナ29、樹脂注入ゲート27を介してキャビティ26に流れる。
【0022】
樹脂注入ゲート27は、キャビティ26にセットした素電池1の後側面の中央に対向する位置に配されている。樹脂注入ゲート27からキャビティ26内への溶融樹脂の注入圧力は、注入速度の点からは高い方がよいが、過度に高いと素電池1の破損を招くため、1〜10MPa、より好ましくは、1〜5MPaの範囲に設定する。前記溶融樹脂の温度は200℃程度に設定する。
【0023】
第1金型24のキャビティ26に中間組立品19を装着した状態においては、図4に示すごとく保護カバー20の前方外面がキャビティ26の内壁面の前面部分に近接対向している。この際、素電池1は、キャビティ26内に設けたピン30で左右横側面および後側面が位置決めされるが、ピン30と素電池1との間に僅かな隙間が存在し、また保護カバー20の外側前面とこれに対向するキャビティ26の内壁面との間にもわずかに隙間が存在している。
【0024】
樹脂注入ゲート27から溶融樹脂を素電池1の後ろ側に注入すると、溶融樹脂の注入圧力で中間組立品19の全体が前方に向けて押され、場合によっては押し動かされる。これで保護カバー20の外側前面がキャビティ26の内壁面に密着状に押し付けられて、中間組立品19がキャビティ26内において遊動不能に位置決め保持される。この状態において、溶融樹脂は素電池1の後側方の隙間から左右側方の隙間に流れ込み、溶融樹脂の一部が最終的に保護カバー20の左右端部の外側にまで回り込む。
【0025】
保護カバー20の外側前面はキャビティ26の内壁面に密着しているので、キャビティ26に中間組立品19を装着した際に、保護カバー20の前面とキャビティ26の内壁面との間に隙間が存在していても、保護カバー20の窓口21・22まわりにまでは溶融樹脂が入り込まない。従って、保護回路モジュール9の正負の外部出力端子3・4を露出させる窓口21・22が溶融樹脂すなわち樹脂モールド2で塞がれることを確実に防止できる。
【0026】
溶融樹脂が固化したのち、第2金型25を第1金型24から分離し、さらに素電池1を第2金型25から突き出し操作することにより、素電池1の外周側面に電装品が樹脂モールド2で一体化された図1の製品電池パックPを得た。
【0027】
(実施例2) 図6ないし図8は実施例1の保護カバー20を省略した本発明の実施例2を示しており、キャビティ26の内壁面に、中間組立品19の外部出力端子3・4の前面外側を直接に受ける突部31・31が形成されている。具体的には該当の突部31・31が金型24・25に出退自在に設けた中子で構成されている。
【0028】
この実施例2では、樹脂注入ゲート27から溶融樹脂が素電池1の後ろ側に注入されると、溶融樹脂の注入圧力で中間組立品19の全体を前方側に押し動かし、正負の外部出力端子3・4の外側前面が突部31・31の突端面に密着状に押し付けられ、この状態で溶融樹脂がキャビティ26に充填されて樹脂モールド2が成形される。保護回路モジュール9の前面とこれに対向するキャビティ26の内壁面との間にも溶融樹脂が回り込み、金型から取り出した製品電池パックPには、図8に示すごとく前記突部31・31が存在していた部位に外部出力端子3・4が外部に臨む窓口が形成されたものとなる。なお、その他の点は実施例1と同じであるので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【0029】
(実施例3) 図9は本発明の実施例3を示す。この実施例3の金型では、実施例1のゲート(第1ゲート)27に加え、更に素電池1の左右横側方に臨む第2ゲート34・34をそれぞれ配置する。
【0030】
第2ゲート34・34は、左右の第2ランナ35・35を介して実施例1のランナ(第1ランナ)29に通じており、溶融樹脂はスプルー28、第1ランナ29および第2ランナ35を介して各第2ゲート34へも流れる。
【0031】
実施例3では、スプルー28からの溶融樹脂が第1ゲート27へ到達した時点において、各第2ゲート34へはまだ到達していない。従って、先に第1ゲート27から素電池1の後ろ側に溶融樹脂が注入され、この注入圧力で素電池1が前方に向けて押される。これにより、先の実施例1と同じ要領で保護カバー20の外側前面がキャビティ26の前壁に密着状に押し付けられる。この状態において、溶融樹脂は、素電池1の後方の隙間から左右側方の隙間に流れ込むとともに、各第2ゲート34からも素電池1の左右側方の隙間に流れ込む。
【0032】
実施例3では、左右に第2ゲート34・34を配置した分だけ、溶融樹脂が素電池1の左右横側方へ迅速、かつバランスよく流入し、成形精度および成形サイクルを高めることができる。その他の構成は実施例1と同じであるから同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【0033】
(実施例4) 図10および図11は本発明の実施例4を示しており、樹脂モールド2が素電池1の外周側面のうち、前後側面および右横側面を覆うコ字状に成形されている。この場合の樹脂注入ゲート27は、素電池1の右横側面に臨むよう配置する。ここでの樹脂注入ゲート27は、素電池1の後方側への距離が素電池1の前方側への距離よりも短くなる位置に設定する。他は実施例1と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付して説明を省略する。
【0034】
実施例4では、樹脂注入ゲート27からの溶融樹脂は素電池1の後ろ側と前側とに分かれて流入する。この際、溶融樹脂は先に素電池1の後ろ側に到達し、この際の注入圧力で中間組立品19を前方側に向けて押し動かす。これにより、保護カバー20の外側前面がキャビティ26の前壁に密着状に押し付けられる。この状態において、更なる溶融樹脂が、遅れて素電池1の前側方にも流れて素電池1の前後および右側方を覆うことになる。これによれば、樹脂注入ゲート27からの溶融樹脂が、素電池1の後ろ側と前側とに迅速に行き渡って、成形サイクルの短縮化を図れる。
【0035】
先の保護回路は実施例で説明した機能を持つものに限定されず、電池パックの用途に応じて必要な回路に構成することができる。例えばリード線11・12は、線状の導線であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】電池パックの斜視図
【図2】素電池と電装品との分解斜視図
【図3】中間組立品の斜視図
【図4】実施例1の金型構造を示す横断平面図
【図5】実施例1の金型構造を示す縦断側面図
【図6】実施例2の金型構造を示す要部の横断平面図
【図7】実施例2の金型構造を示す要部の縦断側面図
【図8】実施例2の電池パックの斜視図
【図9】実施例3の金型構造を示す横断平面図
【図10】実施例4の金型構造を示す横断平面図
【図11】実施例4の電池パックの斜視図
【符号の説明】
1 素電池
2 樹脂モールド
3 正極側の外部出力端子
4 負極側の外部出力端子
9 保護回路モジュール
19 中間組立品
20 保護カバー
21・22 窓口
24 第1金型
25 第2金型
26 キャビティ
27 樹脂注入ゲート
Claims (5)
- 角箱状の素電池と、前記素電池の外周側面に付設され、前記素電池の前面側に配置される外部出力端子を含む電装品と、前記素電池に前記電装品を一体化する樹脂モールドとからなる電池パックの製造方法において、
樹脂モールドを成形するための金型のキャビティに、前記素電池に前記電装品が仮組み付設された中間組立品をセットし、
前記キャビティに溶融樹脂を注入する際に、前記溶融樹脂の注入圧で前記中間組立品を前方に押圧し、
前記キャビティの内壁面で前記外部出力端子の前面外側をここに前記溶融樹脂が回り込まないように塞いだ状態で前記樹脂モールドを成形するようにしたことを特徴とする電池パックの製造方法。 - 前記金型の樹脂注入ゲートが、前記素電池の後側面に臨むよう位置設定されている請求項1記載の電池パックの製造方法。
- 前記樹脂モールドが、前記素電池の前記外周側面の全周にわたって成形される請求項1又は2記載の電池パックの製造方法。
- 前記樹脂モールドが、前記素電池の外周側面のうち前後側面と左右の一方の横側面とにわたって成形されている請求項1又は2記載の電池パックの製造方法。
- 前記電装品が、前記外部出力端子の前面に前記溶融樹脂が回り込むのを防ぐための保護カバーを含んでおり、
前記キャビティに前記溶融樹脂を注入したときに、前記保護カバーの外側前面が前記キャビティの内壁面に密着状に押し付けられる請求項1記載の電池パックの製造方法。
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